Question

14．正丁醛是一種重要的化工原料．肥西中學高二某化學興趣小組在老師的指導下利用如圖裝置合成正丁醛．發(fā)生的反應如下：
CH₃CH₂CH₂CH₂OH$\underset{\stackrel{N{a}_{2}C{r}_{2}{O}_{7}}{→}}{{H}_{2}S{O}_{4}加熱}$CH₃CH₂CH₂CHO
反應物和產物的相關數(shù)據列表如下：

	沸點/．c	密度/（g•cm-3）	水中溶解性
正丁醇	117.2	0.8109	微溶
正丁醛	75.7	0.8017	微溶

實驗步驟如下：
將6.0gNa₂Cr₂O₇放入100mL燒杯中，加30mL水溶解，再緩慢加入5mL濃硫酸，將所得溶液小心轉移至B中．在A中加入4.0g正丁醇和幾粒沸石，加熱．當有蒸汽出現(xiàn)時，開始滴加B中溶液．滴加過程中保持反應溫度為90-95℃，在E中收集90℃以下的餾分．將餾出物倒入分液漏斗中，分去水層，有機層干燥后蒸餾，收集75-77℃餾分，產量2.0g．
回答下列問題：
（1）實驗中，能否將Na₂Cr₂O₇溶液加到濃硫酸中，簡述理由不能，濃硫酸溶于水放出大量熱，容易發(fā)生迸濺傷人．
（2）上述裝置圖中，D儀器的名稱是直形冷凝管，E儀器的名稱是錐形瓶．
（3）C₁、C₂溫度計水銀球位置不同的原因是C₁控制反應溫度；C₂測定蒸餾出來氣體的溫度
（4）反應溫度應保持在90-95℃，其原因是保證正丁醛及時蒸出，促使反應正向進行，又可盡量避免其被進一步氧化．
（5）正丁醇的同分異構體有許多種，請寫出符合下列條件的正丁醇的同分異構體：①含有與正丁醇相同的官能團；②一定條件下能被氧化成醛．（CH₃）₂CHCH₂OH
（6）本實驗中正丁醛的產率為51%．

Answer 1

分析 （1）不能將Na₂Cr₂O₇溶液加到濃硫酸中，因為濃硫酸的密度大，容易發(fā)生迸濺；
（2）根據裝置圖可知儀器的名稱，D為冷凝器，E為接受餾分的錐形瓶；
（3）C₁控制反應混合溶液的溫度，C₂處的溫度計是控制餾出成分的沸點；
（4）根據題目所給反應物和產物的沸點數(shù)據可知，反應溫度保持在90～95℃，既可保證正丁醛及時蒸出，又可盡量避免其被進一步氧化；
（5）根據條件 ①含有與正丁醇相同的官能團，即有醇羥基，②一定條件下能被氧化成醛，說明羥基連在CH₂上，據此寫出符合條件的正丁醇的同分異構體；
（6）設正丁醛的理論產量為xg，根據關系式C₄H₁₀O～C₄H₈O列計算出理論產量，根據產率=$\frac{實際產量}{理論產量}$×100%計算．

解答 解：（1）因為濃硫酸的密度大，能將Na₂Cr₂O₇溶液加到濃硫酸中，容易發(fā)生迸濺傷人，
故答案為：不能，濃硫酸溶于水放出大量熱，容易發(fā)生迸濺傷人；
（2）D儀器的名稱直形冷凝管，E儀器為錐形瓶；
故答案為：分直形冷凝管；錐形瓶；
（3）溫度計的作用是，C₁控制反應混合溶液的溫度，C₂處的溫度計是控制餾出成分的沸點，測定蒸餾出來氣體的溫度，
故答案為：C₁控制反應溫度；C₂測定蒸餾出來氣體的溫度；
（4）根據題目所給反應物和產物的沸點數(shù)據可知，反應溫度保持在90～95℃，既可保證正丁醛及時蒸出，又可盡量避免其被進一步氧化，
故答案為：保證正丁醛及時蒸出，促使反應正向進行，又可盡量避免其被進一步氧化；
（5）根據條件 ①含有與正丁醇相同的官能團，即有醇羥基，②一定條件下能被氧化成醛，說明羥基連在CH₂上，則符合條件的正丁醇的同分異構體為（CH₃）₂CHCH₂OH，
故答案為：（CH₃）₂CHCH₂OH；
（6）設正丁醛的產率為x，則正丁醇的利用率為x，根據關系式，
C₄H₁₀O～C₄H₈O
74                72
4xg              2g
解得：x=$\frac{74×2}{72×4}$×100%=51%，
故答案為：51%．

點評 本題考查有機化學實驗、反應原理、基本操作、化學計算等，難度中等，注意計算中正丁醇的轉化率等于正丁醛的產率，注意對基礎知識的理解掌握．